Java不是垃圾回收内存

Question

我正在读取一个非常大的文件，并从每行提取一些小部分文本。然而，在操作结束时，我只剩下很少的内存可用。垃圾收集器在读取文件后似乎无法释放内存。

我的问题是:有什么方法可以释放这个内存吗？或者这是一个JVM错误？

我创建了一个SSCCE来演示这一点。它读取一个1MB(在Java中是2MB，因为采用16位编码)文件，并从每行(大约4000行，所以应该大约是8KB)提取一个字符。在测试结束时，仍然使用完整的2MB！

初始内存使用量：

Allocated: 93847.55 kb
Free: 93357.23 kb

在读取文件之后立即(在任何手动垃圾收集之前)：

Allocated: 93847.55 kb
Free: 77613.45 kb (~16mb used)

这是意料之中的，因为程序正在使用大量资源来读取文件。

然而，然后我进行了垃圾收集，但并不是所有的内存都被释放：

Allocated: 93847.55 kb
Free: 91214.78 kb (~2 mb used! That's the entire file!)

我知道手动调用垃圾收集器不会给你任何保证(在某些情况下它是惰性的)。然而，这是在我的大型应用程序中发生的，其中文件几乎消耗了所有可用内存，并导致程序的其余部分耗尽内存，尽管需要它。这个例子证实了我的怀疑，即从文件中读取的多余数据没有被释放。

下面是生成测试的SSCCE：

import java.io.*;
import java.util.*;

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws Throwable {
        Runtime rt = Runtime.getRuntime();

        double alloc = rt.totalMemory()/1000.0;
        double free = rt.freeMemory()/1000.0;

        System.out.printf("Allocated: %.2f kb\nFree: %.2f kb\n\n",alloc,free);

        Scanner in = new Scanner(new File("my_file.txt"));
        ArrayList<String> al = new ArrayList<String>();

        while(in.hasNextLine()) {
            String s = in.nextLine();
            al.add(s.substring(0,1)); // extracts first 1 character
        }

        alloc = rt.totalMemory()/1000.0;
        free = rt.freeMemory()/1000.0;
        System.out.printf("Allocated: %.2f kb\nFree: %.2f kb\n\n",alloc,free);

        in.close();
        System.gc();

        alloc = rt.totalMemory()/1000.0;
        free = rt.freeMemory()/1000.0;
        System.out.printf("Allocated: %.2f kb\nFree: %.2f kb\n\n",alloc,free);
    }
}

Answer 1

在生成子字符串时，您的子字符串保留了对原始字符串的字符数组的引用(这种优化使得处理字符串的许多子字符串非常快)。因此，当您将子字符串保存在al列表中时，就是将整个文件保存在内存中。要避免这种情况，请使用以字符串为参数的构造函数创建一个新字符串。

所以基本上我建议你这样做

    while(in.hasNextLine()) {
        String s = in.nextLine();
        al.add(new String(s.substring(0,1))); // extracts first 1 character
    }

String(String)构造函数的源代码明确指出，它的用法是为了修剪“行李”：

  164       public String(String original) {
  165           int size = original.count;
  166           char[] originalValue = original.value;
  167           char[] v;
  168           if (originalValue.length > size) {
  169               // The array representing the String is bigger than the new
  170               // String itself.  Perhaps this constructor is being called
  171               // in order to trim the baggage, so make a copy of the array.
  172               int off = original.offset;
  173               v = Arrays.copyOfRange(originalValue, off, off+size);
  174           } else {
  175               // The array representing the String is the same
  176               // size as the String, so no point in making a copy.
  177               v = originalValue;
  178           }
  179           this.offset = 0;
  180           this.count = size;
  181           this.value = v;

更新:这个问题在OpenJDK 7更新6中消失了。使用最新版本的人不会有这个问题。

Answer 2

System.gc()并不能保证JVM会进行垃圾收集--它只是给JVM一个建议，告诉它可以尝试垃圾收集。由于已经有大量内存可用，JVM可能会忽略这个建议，继续运行，直到它觉得有必要这样做为止。

在documentation http://docs.oracle.com/javase/6/docs/api/java/lang/System.html#gc()上阅读更多信息

关于它的另一个问题可以在When does System.gc() do anything上找到